(57)【要約】  複合構造を付加製造する際に使用するためのシステムが開示される。システムは、マトリクスと第１強化材とを含む複合材料を排出するように構成されたヘッドを含み得る。システムは、第１強化材を第２強化材と選択的に交換するように構成された接合機構も含み得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
付加製造システムであって、
マトリクスと第１強化材とを含む複合材料を排出するように構成されたヘッドと、
前記第１強化材を第２強化材と選択的に交換するように構成された接合機構と、を含む付加製造システム。
【請求項２】
前記接合機構は、前記ヘッドによる排出中に前記第１強化材を前記第２強化材と動的に交換するように構成される、請求項１に記載の付加製造システム。
【請求項３】
排出中に前記ヘッドを複数の次元において移動させるように構成された支持体をさらに含む、請求項１に記載の付加製造システム。
【請求項４】
前記接合機構は、前記ヘッド又は前記支持体の少なくとも一方内に位置する、請求項３に記載の付加製造システム。
【請求項５】
コントローラであって、
前記複合材料で製造される構造に関する情報を受信することと、
前記情報に基づき、前記接合機構の動作を前記ヘッドの移動と連動させることと、を行うように構成されたコントローラをさらに含む、請求項１に記載の付加製造システム。
【請求項６】
排出後に前記マトリクスの硬化を促進するように構成された外部硬化促進装置をさらに含む、請求項１に記載の付加製造システム。
【請求項７】
前記接合機構は、
前記第１強化材を選択的に切断するように構成されたカッターと、
前記第２強化材を、前記第１強化材に当接すること又は前記第１強化材に重複することの少なくとも一方のために選択的に駆動するように構成された駆動部と、
接着剤を前記第１及び第２強化材の少なくとも一方に適用するように構成された接着剤ディスペンサーと、
前記第２強化材が前記マトリクス材料でコーティングされる前に前記接着剤を硬化させるように構成された内部硬化促進装置と、を含む、請求項６に記載の付加製造システム。
【請求項８】
接着剤は、前記マトリクス材料よりも可撓性である、請求項６に記載の付加製造システム。
【請求項９】
前記接合機構は、前記第１及び第２強化材の端部を押し合わせ且つ成形するように構成されたデバイスをさらに含む、請求項１に記載の付加製造システム。
【請求項１０】
前記第１強化材は、タイプ、組成物及びサイズの少なくとも１つにおいて前記第２強化材と異なる、請求項１に記載の付加製造システム。
【請求項１１】
前記接合機構は、前記第１強化材を前記第２強化材で選択的に補完するようにさらに構成される、請求項１に記載の付加製造システム。
【請求項１２】
付加製造システムであって、
マトリクスと第１強化材とを含む複合材料を排出するように構成されたヘッドと、
前記ヘッドによる排出中に前記ヘッドを複数の次元において移動させるように構成された支持体と、
前記ヘッドによる排出中に前記第１強化材を第２強化材と動的に交換すること又は第２強化材で補完することの少なくとも一方のために構成された接合機構と、
コントローラであって、
前記複合材料で製造される構造に関する情報を受信することと、
前記情報に基づき、前記接合機構の動作を前記ヘッドの移動と連動させることと、を行うように構成されたコントローラと、を含む付加製造システム。
【請求項１３】
付加製造システムのためのヘッドであって、
ハウジングと、
前記ハウジングの排出端に位置するノズルと、
前記ハウジング内部に配置されたカッターと、
前記ハウジング内部に且つ前記カッターに隣接して配置された接着剤ディスペンサーと、
前記ハウジング内部に且つ前記接着剤ディスペンサーの下流に配置された内部硬化促進装置と、を含むヘッド。
【請求項１４】
カッターは、前記ノズルを通して現在排出されている第１強化材を切断するように構成される、請求項１３に記載のヘッド。
【請求項１５】
第２強化材を、前記第１強化材に当接すること及び前記第１強化材に重複することの少なくとも一方のために前進させるように構成された駆動部をさらに含む、請求項１４に記載のヘッド。
【請求項１６】
前記第１及び第２強化材の端部を押し合わせ且つ成形するように構成されたデバイスをさらに含む、請求項１５に記載のヘッド。
【請求項１７】
前記接着剤ディスペンサーは、接着剤を前記第１及び第２強化材の少なくとも一方に分注するように構成される、請求項１５に記載のヘッド。
【請求項１８】
前記ノズルは、前記マトリクスと共に前記第１及び第２強化材の少なくとも一方を排出するように構成される、請求項１７に記載のヘッド。
【請求項１９】
前記接着剤及び前記マトリクスは、同じ組成物のものである、請求項１８に記載のヘッド。
【請求項２０】
前記マトリクスの硬化を促進するように構成された外部硬化促進装置をさらに含み、前記内部硬化促進装置は、前記接着剤の硬化を促進するように構成される、請求項１８に記載のヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本願は、２０１６年９月６日に出願された、その全ての内容が参照により本明細書に明確に組み込まれる米国仮特許出願第６２／３８３，８０１号に基づき、かつ、その優先権の利益を主張する。
【０００２】
[0002]  本開示は、概して、製造システム、より詳細には現場での繊維接合を有する付加製造システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  押出製造は、連続的な構造を作るための既知のプロセスである。押出製造中、液体マトリクス（例えば、熱硬化性樹脂又は加熱された熱可塑性物質）は、望ましい断面形状及びサイズを有するダイを押し通される。材料は、ダイを出るときに最終形態へ硬化して固くなる。いくつかの用途では、液体マトリクスがダイを出るときに液体マトリクスの硬化を加速するためにＵＶ光及び／又は超音波振動が使用される。押出製造プロセスによって作られる構造は、直線又は曲線プロファイル、一貫した断面形状及び優れた表面仕上げを有する任意の連続的な長さを有することができる。押出製造は、構造を連続的に製造する効率的な方法であり得るが、結果としての構造は、いくつかの用途に必要とされる強度を欠いている場合がある。
【０００４】
[0004]  引抜製造は、高強度構造を作るための既知のプロセスである。引抜製造中、独立した繊維ストランド、ストランドの編組物及び／又は織布が液体マトリクス（例えば、熱硬化性樹脂又は加熱された熱可塑性物質）でコーティングされるか又は他に液体マトリクスを含浸され、かつ、静止ダイを通して引かれ、そこで液体マトリクスが最終形態へ硬化して固くなる。押出製造と同様に、いくつかの引抜用途において、液体マトリクスがダイを出るときに液体マトリクスの硬化を加速するためにＵＶ光及び／又は超音波振動が使用される。引抜製造プロセスによって作られる構造は、一体型ファイバを原因とする増加した強度のみならず、押出構造と同じ特質を多く有する。引抜製造は、高強度構造を連続的に製造するための効率的な方法であり得るが、結果としての構造は、いくつかの用途に必要とされる形態（形状、サイズ及び／又は精度）を欠く場合がある。加えて、従来の引抜製造は、硬化への厳密な制御及び製造中に繊維を動的に変更する能力を欠く場合がある。
【０００５】
[0005]  開示されるシステムは、先行技術の上記の問題及び／又は他の問題の１つ又は複数に対処することに向けられる。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]  一態様において、本開示は、付加製造システムを対象とする。付加製造システムは、マトリクスと第１強化材とを含む複合材料を排出するように構成されたヘッドを含み得る。システムは、第１強化材を第２強化材と選択的に交換するように構成された接合機構も含み得る。
【０００７】
[0007]  別の態様において、本開示は、別の付加製造システムを対象とする。この付加製造システムは、マトリクスと第１強化材とを含む複合材料を排出するように構成されたヘッドと、ヘッドによる排出中にヘッドを複数の次元において移動させるように構成された支持体とを含み得る。付加製造システムは、ヘッドによる排出中に第１強化材を第２強化材と動的に交換すること又は第２強化材で補完することの少なくとも一方のために構成された接合機構も含み得る。付加製造システムは、コントローラであって、複合材料で製造される構造に関する情報を受信することと、情報に基づき、接合機構の動作をヘッドの移動と連動させることとを行うように構成されたコントローラをさらに含み得る。
【０００８】
[0008]  なお、別の態様において、本開示は、付加製造システムのためのヘッドを対象とする。ヘッドは、ハウジングと、ハウジングの排出端に位置するノズルとを含み得る。ヘッドはまた、ハウジング内部に配置されたカッターと、ハウジング内部に且つカッターに隣接して配置された接着剤ディスペンサーと、ハウジング内部に且つ接着剤ディスペンサーの下流に配置された内部硬化促進装置とを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】開示される例示的製造システムの概略図である。
【図２】開示される例示的製造システムの概略図である。
【図３】図１及び図２の製造システムと併せて使用され得る、開示される例示的ヘッドの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[0011]  図１及び図２は、任意の望ましい断面形状（例えば、円形、多角形など）を有する複合構造１４を連続的に製造するのに使用され得る異なる例示的なシステム１０及び１２を説明する。システム１０、１２の各々は、少なくとも支持体１６とヘッド１８とを含み得る。ヘッド１８は、支持体１６に結合され得、且つ支持体１６によって移動され得る。図１の開示される実施形態において、支持体１６は、ロボットアームであって、構造１４の結果としての長手方向軸が３次元となるように、構造１４の製造中にヘッド１８を複数の方向に移動させることができるロボットアームである。図２の実施形態において、支持体１６は、オーバーヘッドガントリであって、同様に構造１４の製造中にヘッド１８を複数の方向に移動させることができるオーバーヘッドガントリである。両方の実施形態の支持体１６は、６軸移動が可能であるとして示されているが、ヘッド１８を同じ又は異なる方法で移動させることができる他の任意のタイプの支持体１６も必要に応じて用いられ得ることが想定される。いくつかの実施形態において、駆動部は、ヘッド１８を支持体１６に機械的に結合し得、且つコンポーネントであって、協働して、ヘッド１８を移動させ及び／又はヘッド１８へ動力若しくは材料を供給するコンポーネントを含み得る。
【００１１】
[0012]  ヘッド１８は、マトリクス材料を受けるか又は他に含むように構成され得る。マトリクス材料は、硬化可能である任意のタイプのマトリクス材料（例えば、液体樹脂、例えばゼロ揮発性有機化合物樹脂、粉末状金属など）を含み得る。例示的な樹脂は、熱硬化性樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、カチオン性エポキシ、アクリル化エポキシ、ウレタン、エステル、熱可塑性樹脂、感光性樹脂、ポリエポキシド及びその他を含む。一実施形態において、ヘッド１８内部のマトリクス材料は、例えば、対応する導管（図示せず）を介してヘッド１８に流体接続された外部デバイス（例えば、押出機又は別のタイプのポンプ−図示せず）によって加圧され得る。しかしながら、別の実施形態において、圧力は、同様のタイプのデバイスによってヘッド１８の完全に内部に生じ得る。なお他の実施形態において、マトリクス材料は、ヘッド１８を通して重力供給され得る。場合により、ヘッド１８内部のマトリクス材料は、時期尚早の硬化を防ぐために冷たく及び／又は暗く保たれる必要があり得る一方、別の例では、マトリクス材料は、同じ理由で温かく保たれる必要があり得る。いずれの状況でも、ヘッド１８は、これらのニーズに対応するために特別に構成され（例えば、絶縁され、冷蔵され、及び／又は温められ）得る。
【００１２】
[0013]  マトリクス材料は、任意の数の連続的な強化材（例えば、個別の繊維、トウ、粗糸及び／又は材料シート）をコーティングするか、包み込むか、又は他に取り囲むために使用され得、強化材と併せて複合構造１４の少なくとも一部（例えば、壁）を構成する。強化材は、（例えば、個別の内部スプールにおいて−図示せず）ヘッド１８内に保管され得るか、又は他にヘッド１８を通され得る（例えば、外部スプールから供給され得る）。複数の強化材が同時に使用される場合、強化材は、同じタイプであり得、同じ直径及び断面形状（例えば、円形、四角形、平面など）を有し得、又は異なる直径及び／又は断面形状を備えた異なるタイプであり得る。強化材は、例えば、炭素繊維、植物繊維、木質繊維、鉱物繊維、ガラス繊維、金属ワイヤ、光学チューブなどを含み得る。「強化材」という用語は、ヘッド１８から排出されるマトリクス材料に入れられた構造的及び非構造的タイプの連続的な材料の両方を包含することを意味することに留意されるべきである。
【００１３】
[0014]  必要に応じて、強化材がヘッド１８内部にあると同時に、強化材がヘッド１８を通されると同時に、及び／又は強化材がヘッド１８から排出されると同時に、強化材は、マトリクス材料に露出（例えば、コーティング）され得る。マトリクス材料、乾燥強化材及び／又はマトリクス材料に既に露出された強化材（例えば、湿潤強化材）は、当業者に明らかな任意の方法でヘッド１８内に輸送され得る。
【００１４】
[0015]  １つ又は複数の硬化促進装置（例えば、ＵＶ光、超音波エミッタ、レーザー、加熱器、触媒ディスペンサーなど）２０は、ヘッド１８に近接して（例えば、その中又はその上に）取り付けられ得、マトリクス材料がヘッド１８から排出されるときにマトリクス材料の硬化速度及び／又は品質を促進するように構成され得る。硬化促進装置２０は、構造１４の形成中、構造１４の表面をエネルギー（例えば、ＵＶ光、電磁放射線、振動、熱、化学触媒など）に選択的に露出させるように制御され得る。エネルギーは、マトリクス材料内で生じる化学反応速度を上げることができるか、材料を焼結させることができるか、材料を固くすることができるか、又は他に材料がヘッド１８から排出されるときにそれを硬化させることができる。図示の実施形態において、硬化促進装置２０は、ヘッド１８の中心軸を中心として均等に分配された複数のＬＥＤ（例えば、６つの異なるＬＥＤ）を含む。しかしながら、任意の数のＬＥＤ又は他のエネルギー源が、代替的に、開示される目的のために用いられ及び／又は別の方法で配置され得る（例えば、不均等に分配される、１列に並んで配置されるなど）ことが想定される。硬化促進装置２０によって作られるエネルギーの量は、構造１４がヘッド１８から離れて所定の長さより長く軸方向に成長する前にマトリクス材料を硬化するのに十分であり得る。一実施形態において、構造１４は、軸方向の成長長さが、マトリクスでコーティングされた強化材の外径に等しくなる前に完全に硬化される。
【００１５】
[0016]  マトリクス材料及び強化材は、少なくとも２つの異なる動作モードを介してヘッド１８から排出され得る。第１動作モードにおいて、マトリクス材料及び強化材は、構造１４の３次元形状を作り出すためにヘッド１８が支持体１６によって移動されるときにヘッド１８から押し出される（例えば、圧力及び／又は機械的力の下で押される）。第２動作モードにおいて、排出中に引張応力が強化材において作り出されるように、少なくとも強化材がヘッド１８から引き出される。この動作モードにおいて、マトリクス材料は、強化材に粘着し得、それによりまた強化材と共にヘッド１８から引き出され得、及び／又はマトリクス材料は、引き出された強化材と共に圧力下でヘッド１８から排出され得る。マトリクス材料がヘッド１８から引き出される第２動作モードにおいて、強化材における結果としての張力は、構造１４の強度を増加させることができる一方、より大きい長さの支持されていない材料がより直線の軌道を有することも可能にする（すなわち、構造１４のために独立した支持を提供するために張力が重力の力に抗して作用し得る）。
【００１６】
[0017]  ヘッド１８が固定点２２から離れるように移動する結果、強化材は、ヘッド１８から引き出され得る。特に、構造形成の開始時、排出された材料が固定点２２に付着するように、ある長さのマトリクス含浸強化材がヘッド１８から引き出され及び／又は押され得、固定点２２に積層され得、且つ硬化され得る。その後、ヘッド１８が固定点２２から離れるように移動され得、相対的移動により、強化材がヘッド１８から引き出され得る。ヘッド１８を通した強化材の移動は、必要に応じて（例えば、内部ヘッド機構を介して）支援され得ることに留意されるべきである。しかしながら、張力が強化材内で作り出されるように、ヘッド１８からの強化材の排出速度は、主に、ヘッド１８と固定点２２との間の相対的移動の結果であり得る。ヘッド１８が固定点２２から離れるように移動される代わりに又はそれに加えて、固定点２２がヘッド１８から離れるように移動され得ることが想定される。
【００１７】
[0018]  システム１０及び／又は１２（図１を参照されたい）の動作を調節するために使用され得る例示的な制御配置構成が図３に示されている。この図において見ることができるとおり、コントローラ２４が提供され、且つ支持体１６、ヘッド１８並びに任意の数及びタイプの硬化促進装置２０と通信可能に結合されているとして示されている。コントローラ２４は、システム１０及び／又は１２の動作を制御するための手段を含む単一のプロセッサ又は複数のプロセッサを実現し得る。コントローラ２４は、１つ又は複数の汎用若しくは特殊用途プロセッサ又はマイクロプロセッサを含み得る。コントローラ２４は、例えば、設計制限、性能特徴、作業説明書、マトリクス特徴、強化材特徴、構造１４の特徴及びシステム１０及び／又は１２の各コンポーネントの対応するパラメータなどのデータを格納するためのメモリをさらに含み得るか又はそれと関連し得る。電源回路、信号調整電気回路、ソレノイド／モータ駆動部電気回路、通信電気回路及び他の適切な電気回路を含む様々な他の既知の回路がコントローラ２４と関連し得る。さらに、コントローラ２４は、有線及び／又は無線伝送を介してシステム１０及び／又は１２の他のコンポーネントと通信することができ得る。
【００１８】
[0019]  １つ又は複数のマップがコントローラ２４のメモリに格納され得、且つ構造１４の製造中に使用され得る。これらのマップの各々は、ルックアップテーブル、グラフ及び／又は等式の形式のデータの集積を含み得る。開示される実施形態において、マップは、コントローラ２４により、構造１４内の異なる位置での硬化促進装置２０、関連するマトリクス及び／又は関連する強化材の望ましい特徴を決定するために使用される。特徴は、とりわけ、構造１４内の特定の位置で排出される強化材のタイプ、量及び／又は構成を含み得る。コントローラ２４は、次いで、支持体１６の動作（例えば、ヘッド１８の位置及び／又は向き）及び／又はヘッド１８からの材料の排出（材料のタイプ、材料の望ましい性能、材料の架橋要件、排出速度など）を、構造１４が望ましい方法で作られるように硬化促進装置２０の動作と相関させ得る。
【００１９】
[0020]  図３において分かり得るとおり、接合機構２６は、ヘッド１８と関連し得、且つコントローラ２４によって調節され得る。接合機構２６は、ヘッド１８の内部又は上流（例えば、ヘッド１８のハウジング内及び排出ノズルの上流）に位置し得、且つコンポーネントであって、協働して、ヘッド１８から排出する強化材の数及び／又はタイプを動的に変化させるコンポーネントを含み得る。具体的には、構造１４を作り出すときに、特定の部分は、第１のタイプ、量及び／又は構成の強化材（例えば、６ｋ炭素繊維トウ）を必要とすることがある一方、別の部分は、第２タイプ（例えば、２４ｋ繊維ガラス編組物）の及び／又は追加的な強化材を必要とすることがある。図３の開示される配置構成は、構造製造を停止することなく第１タイプの強化材が第２タイプの強化材と動的に交換される（及び／又は補完される）ことを可能にし得る。スライス機構２６のコンポーネントは、とりわけ、カッター２８、駆動部３０、接着剤ディスペンサー３２及び内部硬化促進装置３４を含み得る。
【００２０】
[0021]  カッター２８は、例えば、１つ又は複数のブレードと、アクチュエータであって、動的な強化材変更がコントローラ２４によって命令されたときに一度に強化材の１つ又は複数を通るようにブレードを押すように構成されたアクチュエータとを実現し得る。開示される実施形態において、カッター２８は、１つのみの強化材と関連して示されている。しかしながら、別のカッター２８は、追加的に、ヘッド１８内で利用可能な任意の異なる強化材の各々と関連し得ることに留意されるべきである。
【００２１】
[0022]  駆動部３０は、例えば、１つ又は複数のローラーであって、硬化促進装置３４に向かって代替強化材を駆動するために（例えば、モータを介して）動力供給される１つ又は複数のローラーを実現し得る。ほとんどの実施形態において、交換される強化材は、構造１４の製造中にヘッド１８から引き出され得、したがって駆動部の使用を必要としない。しかしながら、強化材交換中、代替強化材は、それがヘッド１８から依然として引き出されていない場合があることから、ヘッド１８を通して代替強化材を駆動するために駆動部３０の使用を必要とし得る。必要に応じて、専用駆動部３０が各タイプの強化材と関連し得ることが想定される。駆動部３０は、交換される強化材がカッター２８によって切断される前、その間及び／又はその後に、代替強化材を、交換される強化材と当接又は重複する（例えば、直接的に重複する、ある角度及び／又はスカーフ継手インターフェイスで重複するなど）ように押すように構成され得る。
【００２２】
[0023]  切断された強化材及び／又は代替強化材が内部硬化促進装置３４に到達する前のいつかの時点で、接着剤ディスペンサー３２によって接着剤が強化材の一方又は両方に施され得る。接着剤は、排出される強化材を後にコーティングするマトリクス材料と同じ組成のものであるか、又は異なる接着剤であり得る。例えば、接着剤は、接合されたつなぎ目がヘッド１８を出る際に屈曲することを可能にするより可撓性の接着剤であり得る。内部硬化促進装置３４は、その後、接着剤を硬化させ、それにより当接部又は重複部で新たな上流及び切断された下流の強化材を互いに接着させるために、コントローラ２４によって選択的に動作され得る。その後、代替強化材は、ヘッド１８から（例えば、ヘッド１８から既に突出している既存の強化材を引き寄せることにより）引き出され得、且つ構造１４を製造するために使用され得る。内部硬化促進装置３４は、必要に応じて、外部硬化促進装置３４と同じタイプのものであるか又は異なり得る。
【００２３】
[0024]  いくつかの用途における接合中、既存の及び新たな強化材は、硬化中に強化材間の接着を促進するために、及び接合されたつなぎ目がヘッド１８のノズル先端を通り抜け得ることを確実にするために押し合わされ及び／又は成形される必要があり得ることが想定される。これは、例えば、ダイ、漏斗、アクチュエータ、スキージー又は別の同様のデバイス３６によって達成され得る。ヘッド１８のノズル先端が別のノズル先端と交換されるとき、ノズル先端におけるオリフィスの異なる内部形状及び／又は直径を収容するために、機構３６も交換されることが必要となり得ることが想定される。
【００２４】
[0025]  例えば、構造的一体性（例えば、疲労）及び／又は表面的外観を理由として、構造１４沿いの接合が生じる位置が重要であり得ることに留意されるべきである。したがって、接合位置は、コントローラ２４によって決められ得、及び／又は構造１４の特定の特徴（例えば、コーナ、凹部、輪郭変化など）の位置と相関され得る。
【００２５】
産業上の利用可能性
[0026]  開示されるシステムは、任意の望ましい断面形状及び長さを有する複合構造を連続的に製造するために使用され得る。複合構造は、同じ又は異なるタイプ、直径、形状、構成及び成り立ちの任意の数の異なる繊維を含み得る。加えて、複合構造を作るために使用される繊維は、構造の製造中に動的に変更され得る（交換され得る、組み合わされ得る、補完され得るなど）。システム１０及び１２の動作がここで詳細に説明される。
【００２６】
[0027]  製造事象の最初に、望ましい構造１４に関する情報は、システム１０及び１２に（例えば、支持体１６及び／又はヘッド１８の操作の調節の原因となるコントローラ２４に）ロードされ得る。この情報は、とりわけ、サイズ（例えば、直径、壁厚さ、長さなど）、輪郭（例えば、軌道）、表面特徴（例えば、縁部のサイズ、位置、厚さ、長さ、フランジのサイズ、位置、厚さ、長さなど）、接続形状（例えば、継ぎ手、Ｔ字管、接合部などの位置及びサイズ）、望ましい織り方パターン、織り方移行位置、位置固有マトリクス条件、位置固有繊維条件などを含み得る。この情報は、代替的に又は追加的に、必要に応じて製造事象中に異なる時点で及び／又は連続的にシステム１０及び１２にロードされ得ることに留意されるべきである。コンポーネント情報に基づき、１つ又は複数の異なる強化材及び／又はマトリクス材料は、システム１０及び１２内へ選択的に設置され及び／又は連続的に供給され得る。いくつかの実施形態において、強化材は、引抜機械（図示せず）及び／又は取付固定具（例えば、固定点２２）に接続される必要もあり得る。マトリクス材料の設置は、ヘッド１８の充填及び／又はヘッド１８への押出機（図示せず）の結合を含み得る。
【００２７】
[0028]  コンポーネント情報は、次いで、システム１０及び１２の動作を制御するために使用され得る。例えば、強化材は、（マトリクス材料と共に）ヘッド１８から引き出され及び／又は押され得る一方、支持体１６は、結果としての構造１４の軸が望ましい軌道（例えば、自由空間の支持されていない３次元軌道）に従うようにヘッド１８を望ましい方法で選択的に移動させる。構造１４が望ましい長さに成長すると、構造１４は、ヘッド１８から任意の望ましい方法で分離され（例えば、切断され）得る。
【００２８】
[0029]  構造１４の成長中、製造プロセスの始めに受信された情報は、強化材の変更を命令し得る。例えば、情報は、構造１４内の特定の位置において、より厚い強化材（例えば、６ｋトウの代わりに２４ｋトウ）の使用、別のタイプの強化材（例えば、ガラスの代わりにカーボン）の使用、組み合わされた繊維（例えば、カーボン＋光学チューブ）の使用、別の形態の強化材（例えば、繊維の代わりにリボン又はシート）の使用などを必要とし得る。ヘッド１８の製造の進行に応じて、構造１４の空間要件に対して、コントローラ２４は、強化材の変更を提供するために接合機構２６を選択的に動作させ得る。
【００２９】
[0030]  例えば、構造１４は、非限界領域（例えば、非構造的充填領域で）と比べて限界領域に（例えば、首部又は取付領域に）より大きい強度を必要とし得る。ヘッド１４が限界領域に到達すると、コントローラ２４は、ヘッド１８から現在排出されている強化材を切断するためにカッター２８を選択的に動作させ得る。およそこれと同時に、新たな強化材を、既存の強化材の切断された端部に当接させるか、又は切断された端部に所定の距離だけ重複させるかのいずれかのために前進させるように、コントローラ２４は、駆動部３０を選択的に動作させ得る。接着剤ディスペンサー３２は、望ましい量の接着剤を既存の強化材（例えば、切断された端部で）及び新たな強化材（例えば、ローディング端部で）の一方又は両方に分注するために、コントローラ２４によって選択的に動作され得る。接着剤分注は、既存の強化材を切断すること及び新たな強化材の前進前又は後に実施され得る。当接又は重複した強化材は、次いで、それらが内部硬化促進装置３４の近くを通過するときに少なくとも部分的に硬化され得、それにより強化材を互いにつなぐ。その後、固定点２２から離れるような（及び／又は構造１４の予め分注され且つ硬化された部分から離れるような）ヘッド１８の引き続きの移動により、代替強化材がヘッド１８から引き出され得る。必要に応じて、別の強化材へ切り替えるため及び／又は元の強化材へ戻すために同様のプロセスが使用され得る。
【００３０】
[0031]  必要に応じて、既存の強化材を最初に切断することなく、新たな強化材がヘッド１８から分注され得ることに留意されるべきである。例えば、構造情報が強化材の混合率及び／又は品質の変更を要求する場合、新たな強化材は、既存の強化材を一度も切断することなく、接着剤でコーティングされ且つ硬化された既存の強化材に重複するように前進され得る。これにより、より多量の及び／又は異なる混合率の強化材がヘッド１８から排出されることが可能となり得る。その後の任意のポイントで、新たな及び／又は既存の強化材は、ヘッド１８から排出する強化材の量及び／又は混合率を再び変更するために、カッター２８によって選択的に切断され得る。
【００３１】
[0032]  開示されるシステム及びヘッドに対する様々な修正形態及び変更形態がなされ得ることが当業者に明らかとなる。本明細書の検討並びに開示されるシステム及びヘッドの実施から他の実施形態が当業者に明らかとなる。本明細書及び例は、単に例示的なものとみなされ、真の範囲は、以下の特許請求の範囲及びそれらの均等物によって示されることが意図される。
【図１】
2019526467.tif 000003
【図２】
2019526467.tif 000004
【図３】
2019526467.tif 000005
【国際調査報告】
2019526467.tif 000006